互通立交匝道運(yùn)行速度預(yù)測(cè)模型

張智勇，郝曉云，吳文斌，王 東

（北京工業(yè)大學(xué) a.北京市城市交通運(yùn)行保障工程技術(shù)研究中心；b.交通工程北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100124）

互通立交匝道運(yùn)行速度預(yù)測(cè)模型

張智勇*a，郝曉云b，吳文斌b，王 東b

（北京工業(yè)大學(xué) a.北京市城市交通運(yùn)行保障工程技術(shù)研究中心；b.交通工程北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100124）

匝道是互通立交的重要組成部分，基于運(yùn)行速度的匝道設(shè)計(jì)理念是目前公路及互通立交一種新的設(shè)計(jì)思路.本文以互通立交匝道小型車(chē)輛的運(yùn)行速度為主要研究目標(biāo)，通過(guò)分析互通立交匝道運(yùn)行速度的影響因素，制訂正交實(shí)驗(yàn)方案，運(yùn)用車(chē)載高精度GPS設(shè)備，采集了北京市4座互通式立交共14條匝道車(chē)輛連續(xù)運(yùn)行速度數(shù)據(jù).根據(jù)其中10條匝道的數(shù)據(jù)，按照車(chē)輛在互通立交匝道上的運(yùn)行速度特性將匝道分為三段：減速段、勻速段、加速段，構(gòu)建互通立交匝道各個(gè)分段運(yùn)行速度與影響因素之間的預(yù)測(cè)模型，并使用另外4條匝道的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行驗(yàn)證.結(jié)果表明，模型預(yù)測(cè)值的相對(duì)誤差在5%以?xún)?nèi)，驗(yàn)證了模型的正確性.

交通工程；運(yùn)行速度；互通立交；匝道；正交實(shí)驗(yàn)；預(yù)測(cè)模型

1 引 言

互通立交區(qū)運(yùn)行速度特征是路線設(shè)計(jì)指標(biāo)選用的基本依據(jù)，決定著立交的建設(shè)規(guī)模與安全水平.《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20-2006）在總則中引入了運(yùn)行速度與安全性評(píng)價(jià)的相關(guān)規(guī)定：“速度不同的設(shè)計(jì)路段相銜接處，或因條件制約線形設(shè)計(jì)受限制的地段，采用運(yùn)行速度進(jìn)行檢驗(yàn)[1].”車(chē)輛運(yùn)行速度預(yù)測(cè)模型是基于運(yùn)行速度的線形設(shè)計(jì)方法的核心，是進(jìn)行公路路線設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)價(jià)的前提和基礎(chǔ).國(guó)內(nèi)外對(duì)此都進(jìn)行了一定的研究和探索，上世紀(jì)70年代，歐美一些國(guó)家開(kāi)始對(duì)運(yùn)行速度預(yù)測(cè)模型進(jìn)行研究，各國(guó)針對(duì)本國(guó)的實(shí)際情況開(kāi)始不同道路條件下的運(yùn)行速度觀測(cè)與建模工作，并將研究成果應(yīng)用于設(shè)計(jì)實(shí)踐中.我國(guó)關(guān)于公路運(yùn)行速度的觀測(cè)與建模工作，在最近幾年也進(jìn)行了探索性研究，并取得了初步的應(yīng)用成果，在一些設(shè)計(jì)和安全性評(píng)價(jià)中得到初步的驗(yàn)證和應(yīng)用.高速公路互通立交匝道運(yùn)行速度預(yù)測(cè)模型，目前國(guó)內(nèi)外研究較少，因此，有必要選取不同類(lèi)型的互通立交形式，有針對(duì)性的展開(kāi)實(shí)地?cái)?shù)據(jù)觀測(cè)和調(diào)查，根據(jù)匝道運(yùn)行速度特性，構(gòu)建車(chē)輛在互通立交匝道不同組成部分的運(yùn)行速度預(yù)測(cè)模型，確?；ネㄔO(shè)計(jì)類(lèi)型和設(shè)計(jì)指標(biāo)能夠滿(mǎn)足車(chē)輛連續(xù)、安全的運(yùn)行要求，并保證互通區(qū)與銜接路段運(yùn)行速度之間的協(xié)調(diào)性.

2 互通立交匝道的組成及運(yùn)行速度的定義

2.1 互通立交匝道定義與組成

互通立交匝道[2]是用以聯(lián)結(jié)上、下兩條相交道路的左右轉(zhuǎn)彎車(chē)輛行駛的道路.

匝道由以下三部分組成[3]，具體如圖1所示.

(1)駛出高速公路主要道路的減速車(chē)道；

(2)匝道路線；

(3)匯入高速公路主要道路的加速車(chē)道.

圖1 互通立交組成部分示意圖Fig.1 Interchange part

2.2 運(yùn)行速度定義

公路線形設(shè)計(jì)，國(guó)際上一般采用兩種不同的方法，即設(shè)計(jì)車(chē)速法和運(yùn)行車(chē)速法.由于運(yùn)行車(chē)速法與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)車(chē)速法相比較有明顯的安全效益，因而運(yùn)行車(chē)速概念被澳大利亞、奧地利、法國(guó)、德國(guó)、希臘、波蘭、瑞典、瑞士和英國(guó)等國(guó)家廣泛應(yīng)用.

基于運(yùn)行速度、行駛速度、設(shè)計(jì)速度、限速、可能速度、期望速度之間的本質(zhì)區(qū)別，以及國(guó)內(nèi)外目前對(duì)運(yùn)行速度定義的研究，本文定義運(yùn)行速度是指當(dāng)天氣良好時(shí)，在潮濕、干凈的路面上，且交通處于自由流狀態(tài)時(shí)，在特定地點(diǎn)觀測(cè)的車(chē)輛實(shí)際行駛速度，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，其分布曲線上的85%上對(duì)應(yīng)的車(chē)輛行駛速度.運(yùn)行速度V85是一個(gè)系統(tǒng)性的衡量指標(biāo)，考慮了公路上大多數(shù)駕駛員的交通心理需求，反映了駕駛員心理、視覺(jué)和駕駛行為的實(shí)時(shí)變化.

本文通過(guò)北京市四座典型的互通立交匝道上車(chē)輛的實(shí)際行駛速度觀測(cè)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)、分析，總結(jié)其數(shù)據(jù)分布規(guī)律，最終得到其第85位的速度值，并回歸出互通立交匝道運(yùn)行速度相應(yīng)的測(cè)算模型.

2.3 互通立交匝道運(yùn)行速度影響因素

車(chē)輛運(yùn)行速度的主要影響因素有幾何參數(shù)、交通參數(shù)和環(huán)境參數(shù)三個(gè)方面[4].

（1）公路幾何參數(shù)：平曲線半徑、超高、加寬、縱坡坡度、道路橫斷面尺寸、交通設(shè)施設(shè)置等都會(huì)對(duì)車(chē)輛運(yùn)行速度產(chǎn)生一定影響.

（2）交通參數(shù)：對(duì)車(chē)輛運(yùn)行影響最主要的因素為交通量、車(chē)輛組成等.

（3）環(huán)境參數(shù)：調(diào)查時(shí)的天氣情況及交通組織和管理等.

Lamm等對(duì)兩車(chē)道鄉(xiāng)村公路的設(shè)計(jì)參數(shù)影響評(píng)價(jià)研究，將平面線形中角度改變的絕對(duì)值/路線的長(zhǎng)度定義為曲率變化率（CCRS），研究表明曲率變化率可以明顯反映事故率變化和運(yùn)行速度的變化[5].Krammes等人采集在自由流狀態(tài)下，分布于紐約、俄勒岡、賓西法尼亞、德克薩斯和華盛頓5個(gè)州共138個(gè)平曲線上車(chē)輛的運(yùn)行速度數(shù)據(jù)，認(rèn)為運(yùn)行速度與曲率、曲線長(zhǎng)度和轉(zhuǎn)角有關(guān)[6].Fitzpatrick對(duì)豎曲線的運(yùn)行車(chē)速進(jìn)行了研究，認(rèn)為豎曲線的曲率是影響運(yùn)行車(chē)速的顯著因素，因?yàn)樵谪Q曲線段，曲率的大小直接影響了駕駛?cè)说囊暰酄顩r[7].周琳以立交平面線形設(shè)計(jì)中的兩種基本線形——圓曲線、緩和曲線作為構(gòu)成立交線形設(shè)計(jì)中的線形元，將行車(chē)條件、線形幾何約束、超高要求等約束條件，采用模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，建立了模糊優(yōu)化數(shù)學(xué)模型.

通過(guò)對(duì)互通立交匝道運(yùn)行速度國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和運(yùn)行速度影響因素的系統(tǒng)分析，可得出平曲線半徑對(duì)車(chē)輛運(yùn)行速度具有最重要的影響，道路超高對(duì)車(chē)輛運(yùn)行也具有一定的影響.因此，確定對(duì)互通立交匝道運(yùn)行速度影響較大的因素（曲率變化率、超高），排除其他影響較為微小的因素（如道路寬度、坡度等），確定調(diào)查內(nèi)容，為運(yùn)行速度的數(shù)據(jù)采集奠定基礎(chǔ).

3 基于運(yùn)行速度特性的匝道分段研究

3.1 互通立交匝道分段

汽車(chē)在匝道的行駛過(guò)程中可分為：分流減速行駛過(guò)程、勻速（或變速）行駛過(guò)程和加速合流行駛過(guò)程.相應(yīng)地可將一條轉(zhuǎn)彎匝道分為以下三部分：

（1）離開(kāi)高速公路主要道路的減速車(chē)道（分流減速）；

（2）匝道路線（勻速或變速）；

（3）匯入高速公路主要道路的加速車(chē)道（合流加速）.

為了更好地研究車(chē)輛在互通立交匝道上的運(yùn)行規(guī)律，本研究采用裝有高精度GPS的試驗(yàn)車(chē)在自由流狀態(tài)下對(duì)大羊坊橋、四方橋、馬家樓橋、五方橋等北京市四座互通式立交橋的匝道車(chē)輛運(yùn)行速度進(jìn)行試驗(yàn)性調(diào)查，其運(yùn)行速度數(shù)據(jù)分析結(jié)果如圖2–圖5所示.

圖2 大羊坊橋匝道運(yùn)行速度變化Fig.2 The running speed change of Dayangfang interchange ramp

圖3 四方橋匝道運(yùn)行速度變化Fig.3 The running speed change of Sifang interchange ramp

圖4 馬家樓橋匝道運(yùn)行速度變化Fig.4 The running speed change of Majialou interchange ramp

圖5 五方橋匝道運(yùn)行速度變化Fig.5 The running speed change of Wufang interchange ramp

從互通立交匝道的車(chē)輛連續(xù)運(yùn)行速度變化數(shù)據(jù)，可以看出，匝道的車(chē)輛運(yùn)行速度存在一定的相似規(guī)律，即車(chē)輛駛?cè)朐训篮?，?jīng)過(guò)一段時(shí)間的減速運(yùn)行后，進(jìn)入勻速階段，并且勻速階段長(zhǎng)度都在200 m左右，然后加速駛出匝道.因此，根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，將車(chē)輛在匝道上行駛速度依變化規(guī)律分為三段：減速段、勻速段、加速段，如圖6所示.

圖6 匝道分段示意圖Fig.6 Interchange ramp segmentation

3.2 匝道車(chē)輛運(yùn)行速度特性分析

①在行駛到出匝道時(shí)，車(chē)輛減速運(yùn)行，從駛出匝道上調(diào)查所得的數(shù)據(jù)上可以看出，減速幅度為10–15 km/h，總體上運(yùn)行的速度基本在（60±20）km/h.

②在平曲線的中間有一段勻速段，此路段車(chē)速基本保持不變.無(wú)論車(chē)輛是上坡與下坡，車(chē)輛運(yùn)行速度變化幅度都較為相近，基本可以認(rèn)為縱坡坡度對(duì)駕駛員心理沒(méi)有明顯影響.

③平曲線路段的末段，即與駛?cè)朐训赖倪B接段，車(chē)輛在路段開(kāi)始處于加速階段.車(chē)輛在此路段將接近司機(jī)的期望速度，坡度、坡長(zhǎng)不對(duì)司機(jī)的期望速度值造成明顯影響.

④車(chē)輛行駛到駛?cè)朐训罆r(shí)，車(chē)輛將達(dá)到司機(jī)的期望速度，以期望速度駛?cè)胝?

車(chē)輛從主線通過(guò)駛出匝道匯入匝道后，先一定速度進(jìn)入“減速段”后，然后進(jìn)入匝道的“勻速段”，最后進(jìn)入“加速段”.

4 互通立交匝道運(yùn)行速度數(shù)據(jù)的采集

4.1 影響因素的規(guī)定與正交試驗(yàn)水平劃分

根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及試驗(yàn)性的車(chē)輛運(yùn)行速度各個(gè)影響因素的相關(guān)性分析可以得知，超高和CCRS兩個(gè)公路線形指標(biāo)對(duì)匝道加、減速段車(chē)輛運(yùn)行速度的相關(guān)性影響較大，因此選擇超高和CCRS兩個(gè)影響因素；超高和圓曲線曲率對(duì)匝道勻速段車(chē)輛運(yùn)行速度的相關(guān)性影響較大，因此選擇超高和圓曲線曲率作為影響因素.

根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際情況及國(guó)內(nèi)外的同類(lèi)研究，確定互通立交匝道運(yùn)行速度影響因素變化范圍：超高一般在0–6%之間，CCRS一般在0–4之間.超高水平劃分和CCRS水平劃分如表1、表2所示.

表1 超高水平劃分Table 1 The level partitions of ultra-high

表2 CCRS水平劃分Table 2 The level partitions of CCRS

根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》：匝道設(shè)計(jì)速度為30–80 km/h時(shí)，其對(duì)應(yīng)的圓曲線最小半徑一般值為30–280 m，圓曲線曲率=1/R，對(duì)應(yīng)的圓曲線最大曲率為33.33–3.57（1/km）.圓曲線曲率水平劃分如表3所示.

表3 圓曲線曲率水平劃分Table 3 The level partitions of Interchange circular curve

4.3 正交實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

匝道加、減速段，影響互通立交匝道運(yùn)行速度的因素為超高與CCRS，該正交試驗(yàn)為2因素4水平試驗(yàn).

匝道勻速段，影響互通立交匝道運(yùn)行速度的因素為超高與圓曲線曲率，該正交試驗(yàn)為2因素3水平試驗(yàn).

4.4 調(diào)查方案設(shè)計(jì)

選擇能覆蓋3個(gè)影響因素不同水平的北京市四座互通式立交共計(jì)14條匝道的小型車(chē)輛的運(yùn)行速度作為研究對(duì)象，在天氣良好時(shí)，根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)方案，選用50名非專(zhuān)業(yè)司機(jī)駕駛裝有高精度GPS的試驗(yàn)車(chē)在自由流狀態(tài)下對(duì)匝道的車(chē)輛運(yùn)行速度進(jìn)行來(lái)回三次的實(shí)際數(shù)據(jù)調(diào)查，并獲取匝道的幾何參數(shù)數(shù)據(jù)：轉(zhuǎn)角、坡度、豎曲線曲率、圓曲線曲率及超高等.

5 互通立交匝道運(yùn)行速度模型建立

本次調(diào)查利用GPS道路線形儀對(duì)匝道線形指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，得到相應(yīng)的數(shù)據(jù).經(jīng)過(guò)計(jì)算，可以得出相關(guān)影響因素（超高、CCRS、圓曲線半徑）的值.同時(shí)，獲得車(chē)輛在14條匝道的運(yùn)行速度，該速度為點(diǎn)速度，以減速段的起點(diǎn)開(kāi)始，每間隔10 m記錄一個(gè)速度，同時(shí)記錄該地點(diǎn)的超高、CCRS、圓曲線半徑，最終對(duì)每個(gè)記錄點(diǎn)的速度信息統(tǒng)計(jì)匯總，經(jīng)排序后，以調(diào)查數(shù)據(jù)的85%車(chē)速作為車(chē)輛在該地點(diǎn)的計(jì)算行車(chē)速度.其中以10條匝道的數(shù)據(jù)用于構(gòu)建預(yù)測(cè)模型，4條匝道的數(shù)據(jù)用于模型驗(yàn)證.

由調(diào)查數(shù)據(jù)中可以看出，車(chē)輛在加、減速段，CCRS對(duì)運(yùn)行速度的影響最為顯著，不同的CCRS對(duì)應(yīng)不同的運(yùn)行速度：CCRS越小，代表線形越平緩，運(yùn)行速度越高，反之則越低；而當(dāng)CCRS大到一定程度，其對(duì)運(yùn)行速度的影響很小，甚至可以忽略不計(jì)，按平直線看待，超高對(duì)車(chē)輛運(yùn)行速度也有一定影響.在勻速段，圓曲線半徑與超高對(duì)車(chē)輛運(yùn)行速度影響顯著.

5.1 匝道減速段運(yùn)行速度模型的建立

根據(jù)10條匝道的調(diào)查數(shù)據(jù)，篩選出減速段的超高和CCRS范圍對(duì)應(yīng)的車(chē)輛運(yùn)行速度數(shù)據(jù)的平均值，選取42組有效數(shù)據(jù)，利用SPSS數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行回歸分析，得到車(chē)輛在匝道減速段的運(yùn)行速度預(yù)測(cè)模型.車(chē)輛運(yùn)行速度與超高、CCRS的散點(diǎn)圖如圖7、圖8所示.

圖7 車(chē)輛運(yùn)行速度—超高散點(diǎn)圖Fig.7 The vehicle scatter diagram of running speed—ultra-high

圖8 車(chē)輛運(yùn)行速度—CCRS散點(diǎn)圖Fig.8 The vehicle scatter diagram of running speed—CCRS

在匝道減速段，超高對(duì)車(chē)輛運(yùn)行速度雖然有一定的影響，呈正相關(guān)關(guān)系，但影響程度有限；而曲率變化率對(duì)車(chē)輛運(yùn)行速度有較大的影響，呈負(fù)相關(guān)關(guān)系.根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，利用SPSS數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行回歸模型模擬檢驗(yàn)，其中模型檢驗(yàn)參數(shù)R2=0.846＜1，得到車(chē)輛在匝道減速段的運(yùn)行速度預(yù)測(cè)模型

式中 V85——運(yùn)行速度；

CCRS——曲率變化率（rad/km）；

i——超高（%）.

5.2 匝道勻速段運(yùn)行速度模型的建立

根據(jù)10條匝道的調(diào)查數(shù)據(jù)，篩選出勻速段的不同超高和圓曲線曲率范圍對(duì)應(yīng)的車(chē)輛運(yùn)行速度數(shù)據(jù)的平均值，選取42組有效數(shù)據(jù)，利用SPSS數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行回歸分析，得到車(chē)輛在匝道勻速段的運(yùn)行速度預(yù)測(cè)模型.車(chē)輛運(yùn)行速度與超高、圓曲線曲率的散點(diǎn)圖如圖9、圖10所示.

圖9 車(chē)輛運(yùn)行速度—超高散點(diǎn)圖Fig.9 The vehicle scatter diagram of running speed—ultra-high

圖10 車(chē)輛運(yùn)行速度—圓曲線曲率散點(diǎn)圖Fig.10 The vehicle scatter diagram of running speed—circle curvecurvature

在匝道勻速段，超高對(duì)車(chē)輛運(yùn)行速度雖然有一定的影響，呈正相關(guān)關(guān)系，但影響程度有限；而圓曲線曲率對(duì)車(chē)輛運(yùn)行速度有較大的影響，呈負(fù)相關(guān)關(guān)系.根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，利用SPSS數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行回歸模型模擬檢驗(yàn)，其中模型檢驗(yàn)參數(shù)R2=0.756＜1，得到車(chē)輛在匝道勻速段的運(yùn)行速度預(yù)測(cè)模型

5.3 匝道加速段運(yùn)行速度模型的建立

根據(jù)10條匝道的調(diào)查數(shù)據(jù)，篩選出匝道加速段的不同超高和CCRS范圍對(duì)應(yīng)的車(chē)輛運(yùn)行速度數(shù)據(jù)的平均值，選取42組有效數(shù)據(jù)，利用SPSS數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行回歸分析，得到車(chē)輛在匝道加速段的運(yùn)行速度預(yù)測(cè)模型.車(chē)輛運(yùn)行速度與超高、CCRS的散點(diǎn)圖如圖11、圖12所示.

圖11 車(chē)輛運(yùn)行速度—超高散點(diǎn)圖Fig.11 The vehicle scatter diagram of running speed—ultra-high

圖12 車(chē)輛運(yùn)行速度—CCRS散點(diǎn)圖Fig.12 The vehicle scatter diagram of running speed—CCRS

在匝道加速段，超高對(duì)車(chē)輛運(yùn)行速度雖然有一定的影響，呈正相關(guān)關(guān)系，但影響程度有限；而圓曲線曲率對(duì)車(chē)輛運(yùn)行速度有較大的影響，呈負(fù)相關(guān)關(guān)系.根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，利用SPSS數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行回歸模型模擬檢驗(yàn)，其中模型檢驗(yàn)參數(shù)R2=0.818＜1，得到車(chē)輛在匝道加速段的運(yùn)行速度預(yù)測(cè)模型

6 互通立交匝道運(yùn)行速度預(yù)測(cè)模型的驗(yàn)證

為驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性，需對(duì)匝道各個(gè)分段的運(yùn)行速度預(yù)測(cè)模型進(jìn)行檢驗(yàn).

對(duì)回歸分析模型進(jìn)行驗(yàn)證，一方面是為了檢查模型有無(wú)異常，另一方面是分析其精度.模型精度采用相對(duì)誤差來(lái)描述.

相對(duì)誤差值：

相對(duì)誤差的平均值：

驗(yàn)證數(shù)據(jù)采用剩余4條匝道的運(yùn)行速度數(shù)據(jù)，從而驗(yàn)證減速段、勻速段、加速段三個(gè)分段匝道運(yùn)行速度的預(yù)測(cè)模型.匝道各個(gè)分段預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行速度的觀測(cè)值進(jìn)行對(duì)比結(jié)果如表4所示.

表4 模型預(yù)測(cè)結(jié)果誤差Table 4 Model prediction error

如表4所示，預(yù)測(cè)誤差的平均值均小于5%.

7 研究結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)互通立交匝道實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)的分析研究，基于GPS道路線形檢測(cè)儀的采集方法，采集了大量源自實(shí)際交通的互通立交匝道車(chē)輛運(yùn)行速度數(shù)據(jù)，建立了用于互通立交運(yùn)行速度模型研究分析的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)；標(biāo)定了適用于我國(guó)道路交通條件的互通立交運(yùn)行速度模型的參數(shù)；通過(guò)數(shù)據(jù)處理軟件SPSS構(gòu)建匝道三個(gè)分段各自的運(yùn)行速度預(yù)測(cè)模型，同時(shí)進(jìn)行了相關(guān)性檢測(cè)，并利用實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行了檢驗(yàn)，模型預(yù)測(cè)相對(duì)誤差在5%以?xún)?nèi)，驗(yàn)證了模型的正確性.

[1]中華人民共和國(guó)交通部.JTGD20-2006公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2006.[People's Republic of China Ministry of Transportation.JTGD20-2006 Highway route design specifications[S].Beijing: People's Communications Press,2006.]

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[7]Fitzpatrick K.Speed prediction for two-lane rural highways[J].FinalReP,2000,1751：59-64.

The Running Speed Prediction Model of Interchange Ramp

ZHANG Zhi-yonga,HAO Xiao-yunb,WU Wen-binb,WANG Dongb
(a.Beijing Engineering Research Center of Integrated Transportation Systems Management and Operation；b.Beijing Key lab of Transportation Engineering,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China)

Ramp is an important part of interchange,the ramp design idea based on the running speed is a new design idea of the highway and interchange.This paper is mainly focused on the interchange ramp running speed of the vehicle.Through the analysis of the influence factors of the interchange ramp running speed,the orthogonal experiment program is formulated,and then continuous running speed data of the vehicle on the four interchanges in Beijing is collected,in total of 14 ramps with the vehicle-mounted high precision GPS devices.According to 10 of these ramps’data,based on the running speed characteristics of the vehicle on the interchange ramp,the ramp is divided into three sections:deceleration section,uniform section,acceleration section.At last,the prediction model of each section between the interchange ramp running speed and the influence factors is established,and then the prediction model is verified through comparing the remaining four ramps’measured data.The results show that the relative error values of the prediction model are less than 5%,the accuracy of the model is validated.

traffic engineering;speed;interchange;ramp;orthogonal experiment;prediction model

1009-6744（2015）01-0093-07

：U461；TP308

：A

2014-09-12

：2014-12-05錄用日期：2014-12-15

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（2012CB723303）.

張智勇（1973-），男，四川江津人，副教授. ＊

：zhang5847@bjut.edu.cn